طريقة اسهل لتصنيع فجوات نانوية

Admin المساهمات : 235 تاريخ التسجيل : 10/11/2010

طريقة اسهل لتصنيع فجوات نانوية

Simpler fabrication of nanogaps

صورة مجهرية لمصفوفة دعائم نانوية مزدوجة من الذهب

د. حازم فلاح سكيك المركز العلمي للترجمة: البلازمون Plasmons
هي امواج الكترونية كثيفة او هي تكميم اهتزازات البلازما والتي لها اهمية
كبيرة في العلوم التطبيقية والنظرية لما لها من خواص نادرة ومميزة،
ولتطبيقاتها المتعددة في مجال تكنولوجيا الاستشعار والفوتونيك. هذه
التطبيقات ممكنة لان البلازمون حساسة لخواص السطح، وتسمح بتركيز المجالات
الكهربية في حجوم صغيرة. تصنيع تراكيب نانوية معقدة ضروري لدعم
البلازمونات، ولكن هذا يعتبر تحديا علميا. الان هناك طريقة تقنية لتصنيع
مباشر لدعامات قادرة على تجميع البلازمون في تراكيب فجوات نانوية على
مساحة كبيرة، تم ابتكار هذه الطريقة بواسطة الباحث Wakana Kubo في مركز اختراع يسمى RIKEN Innovation Center و Shigenori Fujikawa الباحث في وكالة التكنولوجيا والعلوم اليابانية.

تمكن
الباحثون من تصنيع نسخ متكررة من تركيب يحتوي على اسطوانتين ذهبيتين
عموديتين متداخلتين، بحيث ان كل اسطوانة تبعد عن الاخرى مسافة تقدر بعشرات
النانومتر. يعرف هذا التركيب باسم الدعامات النانوية nanopillar،
والذي تم تصميمه لدعم مجال كهربي عالي مركز في الفجوة بين الاسطوانات،
عندما يتعرض لإشعاع بواسطة الضوء. عندما تكون الفجوة مملؤة بسائل او غاز،
فان الخواص البصرية للدعامة النانوية المزدوجة تتغير، مما يمكن استخدامها
كمجس.

عادة
تكون التركيب المجوفة المتقاربة مثل الدعامات النانوية المزدوجة فهي تصنع
بشكل احادي بواسطة النحت في مادة بوليمرية بواسطة شعاع الكتروني، ولكن هذه
العملية بطيئة والنحت لا يتم الا على مساحات صغيرة. الباحث Fujikawa وزملائه استخدموا عملية الترسيب المعتمد على قالب template-based coating
بدلا من طريقة النحت تلك. حيث قاموا بعملية نزع لشريحة سليكون لعمل قالب
به فتحات منفصلة، ومن ثم قاموا بتطبيق القالب على فيلم بوليمر، مما نتج
عنه مصفوفة من الدعامات البوليمرية. وبعد ذلك قاموا بطلاء هذه الدعامات
بطبقة من الذهب، ومن ثم وضعت طبقة فاصلة ووضعت فوقها طبقة اخرى من الذهب.
في النهاية تخلصوا من فيلم البوليمر والطبقة الفاصلة، وما تبقى شكل دعامات
نانوية مزدوجة كما هو موضح في الشكل ادناه. باستخدامه هذه الطريقة يمكن
للباحثين من صناعة مساحات كبيرة حسب مساحة القالب المستخدم، كما يمكن
اضافة مواد فاصلة مختلفة للتحكم في السمك النهائي.

طريقة اسهل لتصنيع فجوات نانوية Nl-2010-00787b_0008

طريقة اسهل لتصنيع فجوات نانوية Nl-2010-00787b_0008

قام العالمين Kubo و Fujikawaبفحص
الدعامات النانوية المزدوجة كمجس لمعامل الانكسار، وتبين من النتائج ان
حساسيتها اكبر من المجسات المعدنية الاخرى التي لها نفس المساحة السطحية،
ولكن لم تحتوى على فجوة نانوية. هذه المقارنة بينت ان المجال الكهربي في
الدعامات النانوية المزدوجة مركز بشكل كبير. طريقة التصنيع الجديدة فتحت
الطريق للمزيد من الابحاث في هذا المجال، حيث قال العالم Fujikawa
"لم نفهم بعد السلوك البصري لهذه التراكيب النانوية" ويضيف شارحا "سوف
نسعى لعقد المشاركات مع العديد من الباحثين لمزيد من الابحاث، وسوف نحاول
ان ندحل المجال المغناطيسي والكهربي والتعامل مع مواد عضوية اخرى بهذه
الطريقة".